1. Příběh kulatých článkových řetězů pro těžbu
S rostoucí poptávkou po energii z uhlí ve světové ekonomice se rychle rozvíjejí i stroje na těžbu uhlí. Jako hlavní zařízení komplexní mechanizované těžby uhlí v uhelných dolech se rychle rozvíjí i převodová součást škrabákového dopravníku. V jistém smyslu závisí vývoj škrabákového dopravníku na vývoji...těžební vysokopevnostní kulatý řetězVysokopevnostní kulatý řetěz je klíčovou součástí řetězového škrabákového dopravníku v uhelném dole. Jeho kvalita a výkon budoupřímo ovlivňují pracovní efektivitu zařízení a produkci uhlí v uhelném dole.
Vývoj vysokopevnostních kulatých článkových řetězů pro těžbu zahrnuje zejména následující aspekty: vývoj oceli pro kulaté článkové řetězy pro těžbu, vývoj technologie tepelného zpracování řetězů, optimalizaci velikosti a tvaru kulatých ocelových článkových řetězů, různé konstrukce řetězů a vývoj technologie výroby řetězů. Díky tomuto vývoji se mechanické vlastnosti a spolehlivost...těžební kulatý řetězbyly výrazně vylepšeny. Specifikace a mechanické vlastnosti řetězů vyráběných některými pokročilými podniky na výrobu řetězů po celém světě daleko překročily německou normu DIN 22252, která je široce používána ve světě.
Raná nízkou jakostní ocel pro těžební kulaté řetězy v zahraničí byla převážně uhlíkovo-manganovou ocelí s nízkým obsahem uhlíku, nízkým obsahem legujících prvků, nízkou prokalitelností a průměrem řetězu < ø 19 mm. V 70. letech 20. století byly vyvinuty vysoce kvalitní řetězové oceli řady mangan-nikl-chrom-molybden. Mezi typické oceli patří 23MnNiMoCr52, 23MnNiMoCr64 atd. Tyto oceli mají dobrou prokalitelnost, svařitelnost, pevnost a houževnatost a jsou vhodné pro výrobu velkoobjemových řetězů třídy C. Ocel 23MnNiMoCr54 byla vyvinuta koncem 80. let 20. století. Na základě oceli 23MnNiMoCr64 byl snížen obsah křemíku a manganu a zvýšen obsah chromu a molybdenu. Její houževnatost byla lepší než u oceli 23MnNiMoCr64. V posledních letech, vzhledem k neustálému zlepšování výkonnostních požadavků na ocelové řetězy s kulatým článkem a neustálému zvyšování specifikací řetězů v důsledku mechanizované těžby uhlí v uhelných dolech, některé společnosti vyrábějící řetězy vyvinuly speciální nové jakosti oceli, přičemž některé vlastnosti těchto nových jakostí oceli jsou lepší než u oceli 23MnNiMoCr54. Například ocel „HO“ vyvinutá německou společností JDT dokáže zvýšit pevnost řetězu o 15 % ve srovnání s ocelí 23MnNiMoCr54.
2. Provozní podmínky těžebního řetězce a analýza poruch
2.1 Podmínky provozu těžebního řetězce
Provozní podmínky kulatého řetězu jsou: (1) tahová síla; (2) únava materiálu způsobená pulzujícím zatížením; (3) tření a opotřebení dochází mezi články řetězu, články řetězu a řetězovými koly a mezi články řetězu a středními deskami a boky drážky; (4) koroze je způsobena působením práškového uhlí, horninového prachu a vlhkého vzduchu.
2.2 Analýza selhání článků těžebního řetězu
Způsoby lomu článků důlního řetězu lze zhruba rozdělit na: (1) zatížení řetězu překročí jeho statickou mezní sílu, což vede k předčasnému lomu. K tomuto lomu dochází nejčastěji v vadných částech ramene článku řetězu nebo v rovné oblasti, jako jsou trhliny způsobené tepelným ovlivněním svařováním na tupo a trhliny v materiálu jednotlivých tyčí; (2) článek důlního řetězu po určité době provozu nedosáhne meze meze, což vede k lomu způsobenému únavou materiálu. K tomuto lomu dochází nejčastěji ve spojení mezi rovným ramenem a vrcholem článku řetězu.
Požadavky na těžební kulatý řetěz: (1) vysoká únosnost při stejném materiálu a průřezu; (2) vyšší pevnost v tahu a lepší prodloužení; (3) malá deformace při maximálním zatížení pro zajištění dobrého záběru; (4) vysoká únavová pevnost; (5) vysoká odolnost proti opotřebení; (6) vysoká houževnatost a lepší absorpce rázového zatížení; (7) geometrické rozměry odpovídající výkresu.
3. Výrobní proces těžebního řetězce
Výrobní proces těžebního řetězce: řezání tyčí → ohýbání a pletení → spoj → svařování → primární zkouška → tepelné zpracování → sekundární zkouška → kontrola. Svařování a tepelné zpracování jsou klíčové procesy při výrobě těžebních kulatých řetězů, které přímo ovlivňují kvalitu výrobku. Vědecky zvolené parametry svařování mohou zlepšit výtěžnost a snížit výrobní náklady; vhodný proces tepelného zpracování může plně využít vlastnosti materiálu a zlepšit kvalitu výrobku.
Aby byla zajištěna kvalita svařování v těžebním řetězci, bylo zrušeno ruční obloukové svařování a odporové tupé svařování. Tupé svařování odtavením se široce používá díky svým vynikajícím výhodám, jako je vysoký stupeň automatizace, nízká pracnost a stabilní kvalita výrobku.
V současné době se při tepelném zpracování těžebních kulatých řetězů obecně používá středněfrekvenční indukční ohřev, kontinuální kalení a popouštění. Podstata středněfrekvenčního indukčního ohřevu spočívá v tom, že molekulární struktura objektu se míchá elektromagnetickým polem, molekuly získávají energii a srážejí se za vzniku tepla. Během středněfrekvenčního indukčního tepelného zpracování je induktor připojen ke středněfrekvenčnímu střídavému proudu určité frekvence a články řetězu se v induktoru pohybují rovnoměrnou rychlostí. Tímto způsobem se v článcích řetězu generuje indukovaný proud se stejnou frekvencí a opačným směrem jako induktor, takže se elektrická energie může přeměnit na tepelnou energii a články řetězu se mohou v krátkém čase zahřát na teplotu potřebnou pro kalení a popouštění.
Středofrekvenční indukční ohřev má vysokou rychlost a menší oxidaci. Po kalení lze dosáhnout velmi jemné kalicí struktury a velikosti zrn austenitu, což zlepšuje pevnost a houževnatost řetězového článku. Zároveň má také výhody čistoty, hygieny, snadného nastavení a vysoké výrobní efektivity. Ve fázi popouštění prochází svařovací zóna řetězového článku vyšší popouštěcí teplotou a v krátké době se eliminuje velké množství vnitřního pnutí z kalení, což má velmi významný vliv na zlepšení plasticity a houževnatosti svařovací zóny a zpomaluje vznik a rozvoj trhlin. Teplota popouštění v horní části ramene řetězového článku je nízká a po popouštění má vyšší tvrdost, což přispívá k opotřebení řetězového článku během pracovního procesu, tj. k opotřebení mezi články řetězu a k záběru mezi články řetězu a řetězovým kolem.
4. Závěr
(1) Ocel pro vysokopevnostní kulaté řetězy v těžebním průmyslu se vyvíjí směrem k vyšší pevnosti, vyšší prokalitelnosti, vyšší plastické houževnatosti a odolnosti proti korozi než ocel 23MnNiMoCr54 běžně používaná ve světě. V současné době se používají nové a patentované jakosti ocelí.
(2) Zlepšování mechanických vlastností vysokopevnostních kulatých článkových řetězů v těžebním průmyslu podporuje neustálé zdokonalování a zdokonalování metod tepelného zpracování. Rozumné používání a přesné řízení technologie tepelného zpracování je klíčem ke zlepšení mechanických vlastností řetězu. Technologie tepelného zpracování řetězů v těžebním průmyslu se stala klíčovou technologií výrobců řetězů.
(3) Byly vylepšeny a optimalizovány rozměry, tvar a struktura řetězu vysokopevnostního kulatého řetězu pro těžbu. Tato vylepšení a optimalizace byly provedeny na základě výsledků analýzy napětí v řetězu a za podmínky, že je třeba zvýšit výkon zařízení pro těžbu uhlí a podzemní prostor uhelného dolu je omezený.
(4) Zvýšení specifikace vysokopevnostních kulatých článkových řetězů pro těžbu, změna strukturálního tvaru a zlepšení mechanických vlastností podporují odpovídajícím způsobem rychlý rozvoj zařízení a technologií pro výrobu kulatých ocelových řetězů.
Čas zveřejnění: 22. prosince 2021
